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人教版高中生物必修2笔记

荀子月

发布于: 知识归纳, ,

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正文:

第一章 遗传因子的发现
第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
一、孟德尔通过分析豌豆杂交实验的结果,发现了生物遗传的规律。
二、把F1显现出来的性状,叫做显性性状,未显现出来的性状叫做隐性性状。
三、一种生物的同一性状的不同表现类型,叫做相对性状。
四、在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。
五、孟德尔对分离现象的原因提出了如下假说:
1、生物的性状是由遗传因子决定的,其中决定显现性状的为显性遗传因子,用大写字母表示,决定隐性性状的为隐性遗传因子,用小写字母表示。
2、体细胞中的遗传因子是成对存在的。遗传因子组成相同的个体叫做纯合子,遗传因子组成不同的个体叫做杂合子。
3、生物体在形成生殖细胞——配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中,配子中只含有每对遗传因子中的一个。
4、受精时,雌雄配子的结合是随机的。
5、测交是让F1与隐性纯合子杂交。
6、孟德尔第一定律又称分离定律:在生物的体细胞中控制同一性状的遗传因子成对存在的,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同配子中,随配子遗传给后代。

第二节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)

一、孟德尔用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本杂交,无论正交还是反交,结出的种子F1都是黄色圆粒。这表明黄色和圆粒是显性性状,绿色和皱粒是隐性性状。
二、让黄色圆粒的F1自交,在产生的F2中发现了黄色圆粒和绿色皱粒,还出现了亲本所没有的性状组合:绿色圆粒和黄色皱粒。
三、纯种黄色圆粒和纯种绿色皱粒豌豆的遗传因子组成分别是YYRR和yyrr,产生的F1遗传因子组成是YyRr,表现为黄色圆粒。
四、两对相对性状的杂交实验中,F1 YyRr在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。F1 产生的雌配子和雄配子各有4种:YR、Yr、yR、yr,数量比例是:1:1:1:1。受精时,雌雄配子的结合是随机的,雌、雄配子结合的方式有16种,遗传因子的结合形式有9种:YYRR、YYrr、yyRR、yyrr、YYRr、YyRR、Yyrr、yyRr、YyRr。性状表现有4种:黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒,它们之间的数量分比是9:3:3:1。
五、让子一代F1 YyRr与隐性纯合子yyrr进行杂交,无论是F1作母本,还是作父本,后代表现型有 4 种:黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒,它们之间的比例是1:1:1:1。
六、孟德尔第二定律也叫做自由组合定律,控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由结合。
七、1909年,丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”一词起名叫做基因,并提出了表现型和基因型的概念。
八、表现型指生物个体表现出来的性状。与表现型有关的基因组成叫做基因型。控制相对性状的基因叫做等位基因。
基因型+环境=表现型(性状)
九、F1:YyRr产生的配子类型2n,F1自交F2基因型是3n表现型是2n

第二章 基因和染色体的关系
第一节 减数分裂和受精作用
一、减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时,进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞分裂两次,减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖的细胞的减少一半。
1、精原细胞是原始的雄性生殖细胞,染色体数目都与体细胞的相同。
2、在减数第一次分裂的间期,精原细胞的体积增大,染色体复制,成为初级精母细胞,复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成,这两条姐妹染色单体由同一个着丝点连接。
3、配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方,叫做同源染色体。同源染色体两两配对的现象叫做联会。联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫做四分体。
4、在减一后期,配对的两条同源染色体彼此分离,分别向细胞的两极移动。
5、减数分裂过程中染色体的减半发生在减数第一次分裂。
6、在减二后期,每条染色体的着丝点分裂,两条姐妹染色体也随之分开,成为两条染色体。
7、经过减数第一次分裂,形成两个次级精母细胞,经过减数第二次分裂,形成四个精细胞。
8、初级卵母细胞经减数第一次分裂,形成大小不同的两个细胞,大的叫做次级卵母细胞,小的叫做极体,次级卵母细胞进行减数第二次分裂,形成一个大的卵细胞和一个小的极体,因此一个初级卵母细胞经减数分裂形成一个卵细胞和三个 极体。
9、受精作用是卵细胞和精子相互识别,融合成为受精卵的过程。
10、受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中有一半的染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。
二、精子与卵细胞形成过程的异同
1、相同点:
都是在生殖腺中进行,与生殖细胞的形成有关;
染色体、DNA分子的变化过程与结果完全相同。
2、不同点:
精子是在睾丸中形成的,卵细胞是在卵巢中形成的;
精子形成过程的两次分裂都是均等分裂,产生4个精细胞,卵细胞形成时两次分裂都是不均等分裂,产生1个卵细胞和3个极体;
精细胞经过变形才能成为具有受精能力的精子,卵细胞不需要经过变形就具有受精能力。
三、减数分裂与有丝分裂的异同
1、染色体复制:均为一次;
2、在细胞分裂过程中都有纺锤丝出现;
3、发生场所:减数分裂在生殖腺内,有丝分裂在全身各处;
4、细胞分裂:减数分裂为两次,有丝分裂为一次;
5、子细胞染色体数:减数分裂为母细胞的一半,有丝分裂与母细胞相同;
6、子细胞功能:减数分裂为生殖细胞,有丝分裂为体细胞;
7、同源染色体联会、同源染色体分离:减数分裂有,有丝分裂无;
8、非同源染色体自由组合:减数分裂有,有丝分裂无;
9、意义:减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异很重要。有丝分裂在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定,对于生物的遗传很重要。

基因突变、基因重组、染色体变异的比较
基因突变 基因重组 染色体变异
发生时间 有丝分裂的间期及减数第一次分裂的间期 减一前期同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换,减一后期非同源染色体上的基因自由组合 植物细胞有丝分裂过程细胞核内染色体加倍或减数分裂形成染色体数目加倍的生殖细胞,再经受精作用形成合子发育成多倍体。
本质 产生新的基因,控制新的性状 不产生新的基因,产生新的基因型,使性状重新组合 不产生新的基因,产生新的基因型,引起性状的变化
条件 外界条件的剧变或生物内部因素的作用 不同个体之间的杂交,有性生殖过程中减数分裂和受精作用 外界环境条件如温度骤变或生物内部因素的作用
意义 是生物变异的根本来源;为生物进化提供了最初的原材料 是形成生物多样性的重要原因;对于生物进化具有重要意义 多倍体育种;单倍体育种
种类 自然突变;人工诱变 基因自由组合 染色体数目变异;染色体结构变异:缺失、重复、易位、倒位。

第二节 基因在染色体上
一、基因与染色体行为存在着明显的平行关系。
1、基因在杂交过程中保持完整性和独立性,染色体在配子形成和受精过程中,也有相对稳定的形态结构。
2、在体细胞中基因成对存在,染色体也是成对的。在配子中只有成对基因中的一个,同样,也只有成对染色体中的一条。
3、体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方,同源染色体也是。
二、1、果蝇的一个体细胞中有多对染色体,其中3对是常染色体,1对是性染色体,雄果蝇的一对性染色体是异型的,用XY表示,雌果蝇一对性染色体是同型的,用XX表示。
2、红眼的雄果蝇基因型是XWY,红眼的雌果蝇基因型是 XWXW /XWXw,白眼的雄果蝇基因型是XwY,白眼的雌果蝇基因型是XwXw。
3、美国生物学家摩尔根通过实验证明:基因在染色体上呈线性排列。
三、1、基因分离定律的实质是在杂合体的细胞中位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的,在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。

第三节 伴性遗传
1.位于性染色体上的基因,控制的性状在遗传中总是与性别相关联,这种现象叫做伴性遗传。
2.伴X隐性遗传的特点:(1)男性患者多于女性患者(2)交叉遗传。(3)往往有隔代遗传现象。(母病子必病,女病父必病)
3.伴X显性遗传的特点:(1)女性患者多于男性患者(2)具有世代连续性。(父病女必病,子病母必病)
4.XY型性别决定在生物界中比较普遍。ZW型包括鸟类、鸡、鸭和蛾蝶类,ZW型雌性个体是异型ZW,雄性个体是同型ZZ。

第三章 基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
一、DNA是遗传物质的证据是 肺炎双球菌的转化 实验和 噬菌体侵染细菌实验。
二、肺炎双球菌的转化试验:加热杀死的 S 型细菌中含有一种“转化因子”,能够将无毒性R型活细菌转化为有毒性的S 型活细菌。证明:转化因子是DNA。结论:DNA是遗传物质。
三、噬菌体侵染细菌的实验: T2 噬菌体的蛋白质被 35S 标记,侵染细菌;T2 噬菌体的 DNA 被 32P 标记,侵染细菌。结果:侵染过程中,只有亲代噬菌体的DNA 进入细菌,而 35S未进入。子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的 DNA 遗传的。证明:DNA是真正的遗传物质。
四、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
五、结论:绝大多数生物的遗传物质是DNA ,DNA是主要的遗传物质。极少数的病毒的遗传物质不是DNA,而是RNA。

第二节DNA分子的结构
一、DNA 是一种高分子化合物,每个分子都是由成百上千个脱氧核苷酸聚合而成的长链,脱氧核苷酸共4种。
二、DNA结构特点:①是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。②脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架。碱基排列在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基配对遵循碱基互补配对原则,即A一定与T配对,G一定与C配对。
三、双链 DNA 中A=T,G=C;A+ G= T+C=50%,即嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和等于DNA双链碱基总数的50%。

第三节 DNA的复制
一、DNA的复制:是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
1、时间:是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期,是随着染色体的复制来完成的。
2、场所:细胞核
3、特点:(1)是一个边解旋边复制的过程。(2)半保留复制。由于新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,因此,这种复制叫半保留复制。
4、条件:模板、原料、能量、酶。模板:DNA的两条母链,原料:4种游离的脱氧核苷酸,能量:ATP,酶:解旋酶、复旋酶等相关酶。
5、准确复制的原因:(1)DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板。(2)通过碱基互补配对原则保证了复制准确无误。
6、功能:传递遗传信息。将亲代的遗传信息传给子代,从而保持了遗传信息的连续性。
二、亲代DNA分子n次复制后,子代DNA分子数应为2n

第四节 基因是有遗传效应的DNA片段
一、基因是具有遗传效应的DNA片段,是决定生物性状的结构和功能的基本单位。
二、一条染色体上有1个DNA分子,一个DNA分子上有许多个基因,基因在染色体上呈线形排列。每一个基因都是特定的DNA片段,有着特定的遗传效应,这说明DNA中蕴涵了大量的遗传信息。
三、DNA的特性:
1、多样性:DNA能够储存足够量的遗传信息,遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中,构成了DNA分子的多样性。
2、特异性:碱基的特定的排列顺序,构成了每一个DNA分子的特异性。
3、稳定性:DNA两条链由脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序不变,碱基互补配对的方式是稳定不变的。

第四章 基因的表达
第一节 基因指导蛋白质的合成
一、转录:是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的。
二、RNA有三种:信使RNA(mRNA),转运RNA(tRNA),核糖体RNA(rRNA)。
三、RNA与DNA的不同点是:五碳糖是核糖而不是脱氧核糖,碱基组成中有尿嘧啶U而没有胸腺嘧啶T;从结构上看,RNA一般是单链,而且比DNA短。
四、翻译:是在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
五、密码子:mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸。每3个这样的碱基称为1个密码子。
六、搬运工转运RNA(tRNA)。每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。其一端是携带氨基酸的部位,另一端有3个碱基,每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对,称为反密码子。

第二节 基因对性状的控制
一、1957年,克里克提出中心法则:遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的自我复制;也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。但是,遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质,也不能从蛋白质流向RNA或DNA。遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径,是中心法则的补充。
二、基因对性状的控制方式
1、基因通过控制蛋白质的结构而直接控制生物的性状。
2、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物性状。
三、基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,精细的调控着生物体的性状。

第五章 基因突变及其他变异
第一节 基因突变和基因重组
一、基因突变:DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。
1、基因突变的类型:自然突变、诱发突变。
2、基因突变的原因:物理因素、化学因素和生物因素。
3、基因突变的特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性、有害性。
4、基因突变的意义:它是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原材料。
二、基因重组:是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。
1、基因重组的意义:不能产生新的基因,只能产生新的基因型。是形成生物多样性的重要原因,为生物变异提供了极其丰富的来源,对于生物进化具有十分重要的意义。

第二节 染色体变异
一、染色体变异包括结构变异和数目变异。
1、染色体结构变异:缺失、重复、倒位、易位。
2、染色体结构的改变会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致生物性状的变异。
3.染色体数目变异可分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
二、染色体组:是指细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异,这样的一组染色体,叫做一个染色体组。
三、二倍体:由受精卵发育而来的个体,体细胞中含有两个染色体组的个体,叫二倍体。
多倍体:由受精卵发育而来的个体,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体,叫多倍体。
1、多倍体植株特点:茎秆粗壮、叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加。
2、人工诱导多倍体:最常用而且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。其作用机理是能抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。
四、单倍体:是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
1、单倍体育种:花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子。优点:可获得稳定遗传的纯系品种;明显缩短育种年限。

第三节 人类遗传病
一、遗传病:是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病,主要分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三类。
二、单基因遗传病:受一对等位基因控制的遗传病。
1、常显:多指、并指、软骨发育不全
2、常隐:白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症、镰刀型细胞贫血症
3、伴x显:抗维生素D佝偻病
4、伴x隐:红绿色盲、血友病、果蝇的白眼
5、伴y:外耳道多毛症
三、多基因遗传病:受两对以上的等位基因控制的遗传病。主要包括一些先天性发育异常和一些常见病,如原发性高血压、冠心病、哮喘病、青少年性糖尿病等 。
特点:在群体中的发病率比较高,并且易受环境影响。
四、染色体异常遗传病;常染色体病、性染色体病。
1、常染色体病:21三体综合症(先天性愚型)、猫叫综合症。
2、性染色体病:性腺发育不良(特纳氏综合症)。
五、人类基因组计划(HGP):正式启动于1990年,目的是测定人类基因组的全部DNA序列,解读其中包含的遗传信息。

第六章 从杂交育种到基因工程
第一节 杂交育种与诱变育种
一、杂交育种
1、杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。
2、依据的遗传学原理是基因重组。
3、优点是使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上。
4、缺点是杂交后代会出现性状分离现象,育种过程繁杂而缓慢,效率低。
二、诱变育种
1、诱变育种是利用物理因素如X射线、γ射线、紫外线、激光等或化学因素如亚硝酸、硫酸二乙酯等来处理生物,使生物发生基因突变。2、优点是提高突变率、短时间内获得更多的优良变异类型。
3、缺点是基因突变是不定向的,导致诱变育种的盲目性。
几种育种方式的比较
杂交育种 人工诱变育种 多倍体育种 单倍体育种
育种原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异
常用方法 杂交→自交→选优自交 辐射诱变、激光诱变;化学诱变 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 杂交→F1代花粉→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子
优点 使不同个体的优良性状集中到一个个体中 提高突变率,加速育种进程;创造人类需要的变异类型。 提高产量和营养成分 可获得稳定遗传的纯系品种;明显缩短育种年限
缺点 育种周期长,须及时发现优良性状 有利变异少,育种规模和成本大,具有盲目性 适用于植物,在动物方面难于开展 技术复杂一些,须与杂交育种配合
举例 小麦矮杆抗病品种 青霉菌高产菌株;“黑农五号”大豆 三倍体无籽西瓜;八倍体小黑麦 具有优良性状的纯合子

第二节 基因工程及其应用
一、基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说,就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。
二、基因工程最基本的操作工具是基因的剪刀即限制性核酸内切酶(简称限制酶);基因的针线即DNA连接酶 ;基因的运载体常用质粒、噬菌体、动植物病毒等。
三、基因工程的操作一般经历四个步骤:提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
四、基因工程的应用:(1)医药卫生、农牧业、食品工业等;(2)育种(3)药物研制(4)环境保护。
五、抗虫基因作物的使用,不仅减少了农药的用量,大大降低了生产成本,而且还减少了农药对环境的污染。
六、基因工程生产药品的优点是高效率、高质量、低成本。
七、目前关于转基因生物和转基因产品的安全性,有两种观点:一种观点是不安全,要严格控制;另一种观点是安全的,应该大范围推广。

第七章现代生物进化理论
第一节现代生物进化理论的由来
1.历史上第一个提出比较完整的进化学说的是法国的博物学家拉马克。
2、拉马克的基本观点是(1)地球上所有的生物都不是神造的,而是由古老的生物进化来的;(2)生物是由低等到高等逐渐进化的;(3)生物的各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
3、拉马克认为生物不断进化的主要原因是用进废退和获得性遗传。
4、达尔文提出了以自然选择为中心的进化论,揭示了生命现象的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先,生物的多样性是进化的结果。
5、由于受到当时科学发展水平的限制,达尔文不能解释遗传和变异的本质;他对生物进化的解释也仅限于个体水平。

第二节现代生物进化理论的主要内容
一、现代生物进化理论的主要内容包括:
1、种群是生物进化的基本单位;
2、突变和基因重组产生进化的原材料;
3、自然选择决定生物进化的方向;
4、隔离导致新物种的形成。
二、种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体。
三、基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因。
四、基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率。
五、可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异,其中基因突变和染色体变异统称为突变。基因突变产生新的等位基因,就可能使种群的基因频率发生变化,突变和基因重组产生进化的原材料。
六、在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。
七、物种:能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物,称为一个物种。
八、隔离:不同种群间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象。常见的隔离有生殖隔离和地理隔离。
1、生殖隔离:不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代。
2、地理隔离:同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群,使得种群间不能发生基因交流的现象。
九、共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
十、生物多样性包括三个层次的内容:基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。

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